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大气环境模拟模型

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建设项目大气一级预测所需资料准备攻略

· 阅读需 6 分钟
杨工
模型研究

本文从污染源整理、评价范围确定、环境保护目标、环境质量现状数据、气象资料、模型参数设置等九个方面便阐述大气一级预测的资料准备(规划项目亦可参照)。

1、工程分析与污染源整理

需要收集污染源的相关参数:

  • 项目位置:项目基准点经度和纬度
  • 污染源信息,
  • 点源:位置、源高、内径、烟温、烟气量(流速)、污染物排放速率;
  • 面源:位置、边长(X、Y)、源高、污染物排放速率。
  • 预测因子,确定大气预测的污染物(有标准值的污染物)。

2、评价范围确定价范围确定

利用Aerscreen计算出各污染物的D10%,根据项目排放污染物的最远影响距离(D10%)按照导则5.4的规定确定大气环境影响评价范围。

  • 注:1、当最远D10%小于2.5km时,评价范围是以厂址为中心、边长5km。
  • 2、规划项目以规划区边界为起点,外延最远D10%的区域。

图1评价范围

3、环境空气保护目标

确定评价范围内的环境空气保护目标,包括村庄、学校、医院等。

注:建议调查项目周边是否自然保护区、风景名胜区等一类功能区

4、环境质量现状数据

A.     基本污染物(SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO)连续一年的逐日监测数据。采用生态环境主管部门发布的环境质量现状数据。B.      其他污染物(除上述六种基本污染物)。可收集评价范围内进三年与项目排放有关的历史监测资料或进行7天补充监测。

5、背景图(辅助)

背景图主要用来表征污染源、敏感点位置、作为网格浓度的图的底图。

需要根据项目位置及预测范围截取卫星图、厂区CAD平面布置图、规划项目的规划区编辑SHP图。

6、气象数据

导则对气象数据的相关规定:

  • 地面气象数据选择距离项目最近或气象特征基本一致的气象站的逐时地面气象数据,要素至少包括风速、风向、总云量和干球温度。
  • 高空气象数据选择模型所需观测或模拟的气象数据,要素至少包括一天早晚两次不同等压面上的气压、离地高度和干球温度等,其中离地高度3000m以内的有效数据层数应不少于10层。

注:气象资料的时间为连续一个基准年

7、模型参数

  • 地表参数:从项目正北方向开始顺时针根据项目周边土地利用类型对项目周 边进行分区(可参考项目所在地的土地利用规划),再对每个分区设置,地表参数频率、土地利用类型、干湿情况。如果周边土地利用类型单一,则不需要分区。
  • SO2化学衰变:衰减系数(S-1)=0.693/半衰期(S)。AERMOD模型中缺省设置的SO2指数衰减的半衰期为14400s。
  • 氮氧化物转化:需有效环境中O3浓度、烟道内NO2/NOx比率等参数。(在 能准确获得烟道内NO2/NOx比率时可以用模型内置的转化机制来考虑氮氧化物的转化)
  • 沉积计算:湿沉降需要地面气象数据中包含降雨量数据。
  • 干沉降需要在控制选项和污染源设置中输入相关沉积参数。

8、预测基准年的选择

选择近3年中环境空气质量现状、气象资料数据相对完整且数据可靠的一个完整日历年作为基准年。

9、区域削减源

在进行区域削减调查时要明确削减源的拟替代时间(拟替代时间要在所选取的预测基准年之后),区域削减源相关参数整理可以参照新建源,以保证削减源可以进行模型扩散模拟。

大气一级预测注意事项

1、污染源源强整理单位问题

  • 烟气流速:单位最好转换为m/s,更加直观看出流速是否合理。
  • 温度:环安在线平台大气估算模式单位为℃及K,进一步估算模式Aermod只有K,预测时注意单位与数值是否对应。
  • 排放速率:常用单位为kg/h与g/s,预测时注意单位与数值是否对应。

2、报告中源强表格格式问题

  • 导则要求的坐标为UTM坐标或者经纬度,适用于点源、面源、体源、线源。
  • 注意单位要与导则格式一致最好

3、预测范围

  • 预测范围应覆盖评价范围,导则推荐,Aermod网格间距可以采用等间距或近密远疏法进行设置,距离源中心5km的网格间距不超过100m,5~15km的网格间距不超过250m,大于15km的网格间距不超过500m。

4、环境空气保护目标

  • 导则中未给出环境空气保护目标的xy应用什么坐标,单位是m,这里我们用的是相对坐标(相对于模型预测范围中心)。
  • 保护对象:评价范围内一类区的自然保护区、风景名胜区和其他特殊保护的区域;二类区的村庄、居住区、医院、学校等。

5、环境空气现状达标分析

  • 首先搜集有无项目所在地官方的环境质量公报,若没有官方环境质量公报,通过评价基准年监测点常规监测数据进行判断。(年均质量浓度和相应百分位数日均浓度均达标,才能判断为达标区)
  • 如果质量公报数据只有年均值,没有日均值,则需要使用逐日空气质量数据进行补充,并注明数据来源;两个数据来源在同一项上不能同时存在,优先采用公报数据。例如:

帕斯奎尔稳定度计算方法

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杨工
模型研究

帕斯奎尔稳定度软件有两种算法,一种是93大气导则算法,一种是原版的帕斯奎尔稳定度算法。

1.1、93导则修订算法

1.2、原版帕斯奎尔稳定度分类

根据修正的太阳辐射强度R,计算辐射强度

  • strong (> 700 W m−2)
  • moderate (350-700 W m−2)
  • slight (< 350 W m−2)
  • 夜间(太阳辐射为负值)

1.3统计分析结果

在进行稳定度统计时,有A-B,B-C,C-D这三个半稳定度分级,而在SLAB模型和AFTOX模型中不存在该稳定度,因此软件有两个选项:

  • 向不稳定方向提半级:此时A-B取A,B-C取B,C-D取C
  • 向稳定方向提半级:此时A-B取B,B-C取C,C-D取D

用户可根据区域的土地利用类型提级,如果位于城区区域则大气趋向于不稳定,在农村区域大气趋向于稳定。

最完整的(截止到2009年)全球30米分辨率地形数据(ASTER GDEM)

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杨工
模型研究

简介:

2009 年 6 月 30 日,美国航天局(NASA)与日本经济产业省(METI)共 同推出了最新的地球电子地形数据 ASTER GDEM(先进星载热发射和反射辐射 仪全球数字高程模型),该数据是根据 NASA 的新一代对地观测卫星 TERRA 的详尽观测结果制作完成的。这一全新地球数字高程模型包含了先进星载热发射 和反辐射计(ASTER)搜集的 130 万个立体图像。 ASTER 测绘数据覆盖范围为北纬 83°到南纬 83°之间的所有陆地区域,比 以往任何地形图都要广得多,达到了地球陆地表面的 99%。此前,最完整的地 形数据是由 NASA 的航天飞机雷达地形测绘任务(SRTM)提供的,此项任务对 位于北纬 60°和南纬 57°间地球 80%的陆地进行了测绘。

(目前,SRTM 90 米分辨率地形数据可以通过中国科学院计算机网络信息 中心国际科学数据服务平台免费获得(http://srtm.datamirror.csdb.cn/)) 备注:现在已不可下载。

生产流程 :

ASTER GDEM 是采用全自动化的方法对 150 万景的 ASTER存档数据进行 处理生成的,其中包括通过立体相关生成的 1264118 个基于独立场景的 ASTER DEM 数据,再经过去云处理,除去残余的异常值,取平均值,并以此作为 ASTER GDEM 对应区域的最后像素值。纠正剩余的异常数据,再按 1°×1°分片,生 成全球 ASTER GDEM 数据。 基本流程如下:

数据获得

目前,ASTER GDEM 数据可以在网上免费获取。用户通过日本的 ERSDAC (Earth Remote Sensing Data Analysis Center,地球遥感数据分析中心) (http://www.gdem.aster.ersdac.or.jp)或美国 NASA 的 LP DAAC(Land Processes Distributed Active Archive Center,美国陆地过程分布式活动档案中 心)(http://www.gdem.aster.ersdac.or.jp/index.jsp)免费下载这些数据。当然, 拥有数据下载权限之前都需要进行相关网站的用户注册和所需数据的申请。

更多信息请下载以下PDF文件

ASTER-GDEM-1下载

现在ASTER已经更新到V3版本,可从以下网站下载 Earthdata Search (nasa.gov)

更多关于ASGER DEMV3的信息,请阅读ASTGTM_User_Guide_V3下载

如何为AERMOD/AERSCREEN模型处理地形数据

· 阅读需 3 分钟
杨工
模型研究

img

AERSCREEN使用地形是通过调取AERMAP地形预处理程序进行的,因此AERSCREEN对地形数据的要求和AERMAP是一样的。

系统中会自动获取污染源为中心点,半径25km的地形数据,如果用户需要手动处理地形数据,可按以下步骤处理。

1.下载地形数据

1.1下载网站

下载这个数据,有很多网址,这里提供的为:

1.2下载SRTM 90数据

(1**)格式说明**

首先要注意,可以选择GeoTiff 和 ArcInfo ASCII 两种格式。这两种格式arcgis(arcinfo、arcview)和Global mapper都可以打开,但surfer不能打开。问题的关键是下一步。

  • 选择服务器,随便选择一个即可,在数据下载缓慢时建议更换服务器
  • 三种选择下载数据区域的方式,这里选择Multiple Selection
  • 选择数据区域,鼠标选取即可
  • 蓝色框框-Click here to Begin Search

img img

(2**)格式选择**

网站上的数据有两种不同的格式,一个是带mask的,还有一个不是:如下图。注意,前两个下载地址下载的文件格式可用arcinfo 等软件进行处理。红色框内是带mask的,蓝色框内是不带mask的。可用多种下载工具下载数据.

img

(3**)命名规范**

全国的SRTM 90数据还是比较大的,如果不是做全国项目的话,大多地形数据是用不到的,可以只下载包含预测区域的地形数据。

数据说明:

  • 从第一节中网站下载的数据,一个文件包含5o×5o的区域。
  • 文件命名格式tif,srtm表示数据来源,54_03表示数据块为经度方向第53块,纬度方向为第三块,如下图示。
  • 根据下图可以下载对应数据,解压缩放到aermodsystem的相应目录下面

注:每个颜色块代表一个数据文件,底图为中国行政区划图,四周的编号,可以组合起来可以查文件所包含的经纬度范围。

img

2.地形数据处理

(1)数据下载后解压缩,解压缩后为tif格式。用global mapper打开。打开时有询问,选yes to all

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(2)打开后如下图:

img

(3)打开菜单file中的导出dem格式对话框,见下图。

img

选择DEM格式

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(4)根据污染源坐标,设置导出的DEM的经纬度范围,范围50km。

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(5)将数据放置到AERSCREEN文件夹下, 并在demlist.txt中指定格式为DEM,并指定文件的路径。

DEM : —————————————————- NADGRIDS: .
tif\terrain.dem

(6)根据导则要求需要采用NAD83的基准面,用户也可以在gl中设定。

大气预测评价中气象数据处理流程

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赵工
技术支持

温馨提示:

逐时地面气象数据和气候数据处理需要一定时间,数据成品会有1~2个工作日的延迟发送,请合理安排时间

石家庄环安科技有限公司
网站:www.ihamodel.com
客服电话:4006768186

1. 气象数据服务类型

气象数据类型分为气候数据、逐时地面气象数据、探空气象数据、云量数据。气候数据主要是多年气象资料统计分析,主要包括累年月均值的风速风频气温等、逐年风速风频气温等、累年极值风速气温降水量等;逐时地面气象数据用于导则推荐的进一步预测模型,包含风向、风速、云量数据、干球温度、相对湿度、站点气压等气象要素;探空气象数据用于导则推荐的进一步预测模型,包含一天早晚两次不同等压面上的气压、离地高度、干球温度、风向及风速,其中离地高度3000m以内的有效数据层数不小于10层;云量数据也为逐时数据,利用中尺度气象模型WRF模拟的数据,默认作为总云量。

平台提供了近20年的气候数据,近3年的逐时地面气象数据、探空气象数据和云量数据,用户可以根据评价年,来选择相应的数据年份。其中逐时地面气象数据可以包含了云量数据,勿重复购买。

逐时地面气象数据和气候数据处理需要一定时间,数据成品会有1~2个工作日的延迟发送,请合理安排时间。探空气象数据和云量数据为已处理好的成品数据,购买后可以立即获取。

气候数据和云量数据文件储存格式为**.xlsx**,逐时地面气象数据和探空气象数据文件储存格式为**.OQA**。

2. 环境质量现状数据

平台可以提供项目所在位置周边的常规监测站点的环境质量现状数据,包括区域环境质量现状评价、基本污染物SO2SO_2NO2NO_2PM10PM_{10}PM2.5PM_{2.5}、CO逐日数据和O3O_3的8小时滑动平均值。环境质量现状数据为已处理好的成品数据,购买后可以立即获取。区域环境质量现状评价储存格式为**.docx**,基本污染物的监测数据储存格式为**.txt**。

3. 数据服务费用

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4.数据服务购买

平台提供**“微信”“支付宝”两种支付方式,用户自行选择支付方式,然后点击“我已阅读并同意**”,点击界面下方的**“支付”**按钮,进入扫码支付界面,扫码支付即可。支付完成以后,请耐心等待1~2个工作日。

5.数据下载

在用户中心点击“资源中心”,然后点击**“气象数据购买列表”,在“数据状态**”选择**“购买成功数据”,最后,勾选自己自己购买的数据,点击界面右上角“下载选中数据”**,下载数据。

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6.发票申请

在用户中心点击**“充值”,然后点击“发票”,点击“未开具过发票的订单”,选择相应的订单,点击界面右上角“申请发票”**,按照相应要求填写发票信息及收件地址(开具纸板发票)。

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